La gestión basada en los ecosistemas en el mar mediterráneo: Retos científicos y avances

"[eng] In this thesis I investigated the status of the Mediterranean Sea ecosystem and the sustainability of its marine resources using an interdisciplinary approach, which combined data integration and modelling approaches. Results highlighted a series of commonalities for Mediterranean marine ecosystems: they indicate that ‘small pelagic fishes’, mainly European pilchards and anchovies, both with high biomasses and high proportions in catches, are important structuring species for the Mediterranean ecosystem (at regional, sub-regional and local scales). ‘Large pelagic fishes’ are the main keystone species for both the past and current Mediterranean ecosystem configuration, while ‘sharks’ and ‘medium pelagic fishes’ played a key role in the past, but their ecological role is currently replaced by benthopelagic and benthic cephalopods. In addition, the ‘Mediterranean monk seal’ “Monachus monachus”, where it still occurs, is the species with the highest TL followed by ‘piscivorous cetaceans’ and ‘large pelagic fish’. Looking at temporal ecosystem dynamics, biomass trends and ecological indicators (e.g., community biomass, trophic levels of the community, catch and diversity indicators) reveal that the combined effect of excessive fishing pressure and changes in primary productivity altered the Mediterranean marine ecosystem over time, especially reducing the proportions of top predators (e.g., pinnipeds, large pelagic fish) and mid trophic level organisms (e.g., small pelagic fishes) and increasing the abundance of groups at lower trophic levels (e.g., invertebrates). The Western and the Adriatic Seas are the most degraded ecosystems with biomasses declines among all the species compartments assessed (from forage fish to sharks/rays and skates, except for invertebrates that remained stable in time). The Ionian Sea was found to be the area with less biomass changes historically in comparison with available survey data. Even at a more local scale (Amvrakikos Gulf), both ecological indicators and biomass trends highlight a degradation of the demersal compartments of the food web but a relative stability of the pelagic ones mainly due to high eutrophication levels. Fishing pressure and changes in primary production (PP) play an important role in driving species temporal dynamics; yet, PP seems to be the strongest driver upon the Mediterranean Sea ecosystem. Fisheries data (mainly catch and effort) are found to be under-reported and under-estimated at regional, sub-regional and local scale. For example, fishing mortalities (and so landings data obtained from Food and Agriculture Organization [FAO] fisheries statistics) of three most important commercial species (European pilchard ‘Sardina pilchardus’, anchovy ‘Engraulis encrasicolus’ and hake ‘Merluccius merluccius’) were in fact observed in early decades (1950s), in all the Mediterranean sub-regions, between 5 and 10 times inferior from the average reference values reported in stock assessment for these fish stocks in the Mediterranean Sea. Even in the assessment of the Italian fisheries, the reconstructed of total catches were 2.6 times the landings officially reported by the FAO on behalf of Italy for the same period and same area, with unreported commercial landings (from both industrial and artisanal sectors) contributing 50% to the total catch (in relation to FAO reporting) and discards contributing another 7%. In Europe, several models and associated indicators exist that could be used in support of European policies (MSFD); yet, Ecopath with Ecosim (EwE) is the most applied tool for modelling marine and aquatic ecosystems and the one that can produce the largest number of indicators useful for the Marine Strategy Framework Directive (MSFD). Since anthropogenic pressures are rapidly expanding in the basin, this work constitutes an important first step to advance further in the regional assessment of the Mediterranean Sea ecosystem and to inform conservation plans and management actions. [cat] En aquesta tesi he investigat l'estat ambiental del mar mediterrani i la sostenibilitat dels seus recursos marins mitjancant un enfoc interdisciplinari que combina la integracio de dades i la modelitzacio d'ecosistemes. Els resultats posen en relleu una serie de punts en comu dels ecosistemes marins mediterranis: el grup de ""peixos pelagics de mida petita"", principalment compost per sardines i seitons, amb grans biomasses i captures, es un grup important en relacio amb l'estructura de l'ecosistema mediterrani (tant a nivell regional, sub regional i a escales locals). El grup de “peixos pelagics de gran mida” destaca per ser important com a grup clau de l'ecosistema, tant en el passat com en el present, mentre que el grup dels “taurons” i “peixos pelagics de mida mitjana” han jugat un paper ecologic clau en el passat, pero aquest es actualment reemplacat pels grups de peixos bentopelagicos i cefalopodes bentonics. A mes, el vell mari del mediterrani “Monachus monachus”, en aquelles zones on encara existeix, es l'especie amb el nivell trofic mes alt, seguida pel grup de ""cetacis que s'alimenten de peixos"" i ""peixos pelagics de grans dimensions"". Pel que fa a la dinamica temporal de l'ecosistema, les tendencies de la biomassa i dels indicadors ecologics (per exemple, la biomassa de la comunitat, els nivells trofics de la comunitat, les captures i els indicadors de diversitat) revelen que l'efecte combinat d’una pressio pesquera excessiva i els canvis en la productivitat primaria ha alterat l'ecosistema mari mediterrani a traves del temps, especialment pel que fa a una reduccio de les proporcions dels depredadors superiors (per exemple, pinnipedes, i peixos pelagics de grans dimensions) i organismes de nivells trofics mitjans (per exemple, peixos pelagics de mida petita), i l'augment en abundancia de grups d'organismes en nivells trofics inferiors (per exemple, invertebrats). El mar mediterrani occidental i el mar adriatic son els ecosistemes mes degradats amb baixades de biomasses per a totes les especies avaluades (des dels peixos pelagics de mida petita als taurons i ratjades, amb excepcio dels invertebrats que es mantenen estables en el temps). El mar jonic es l'area amb menys canvis historics en termes de biomassa en comparacio amb les dades disponibles de mostrejos. Fins i tot a una escala mes local (en el Golf de Amvrakikos), tant els indicadors ecologics com les biomasses evidencien una degradacio dels compartiments demersals de la xarxa trofica, encara que s'observa una relativa estabilitat dels compartiments pelagics, principalment a causa dels alts nivells d'eutrofitzacio. La pressio pesquera elevada i els canvis en la produccio primaria (PP) juguen un paper important en la dinamica temporal de les especies; pero, els canvis en la PP semblen ser els principals impulsors de la dinamica temporal de l'ecosistema del mar mediterrani. Les dades pesquers (principalment la captura i l'esforc pesquer) es troben subestimats i consequentment registrats de forma erronia a escala regional, sub regional i local. Per exemple, la mortalitat per pesca (i per tant les dades de desembarcament que s'obtenen de les estadistiques de pesca de l'Organitzacio per a l'Agricultura i l'Alimentacio [FAO]) de tres de les especies comercials mes importants (Sardina europea “Sardina pilchardus”, anxova “Engraulis encrasicolus” i lluc “Merluccius merluccius”) per a les primeres decades d'aquest estudi (1950), i en totes les sub regions mediterranies analitzades, era entre 5 i 10 vegades inferior als valors de referencia mitjana registrats en avaluacions de l'estoc d'aquestes poblacions al mar mediterrani. Fins i tot en l'avaluacio de les pesqueries italianes, la reconstruccio de les captures totals mostra que les captures totals son 2,6 vegades mes grans que els desembarcaments registrats oficialment per la FAO durant el mateix periode i per la mateixa zona, amb desembarcaments comercials no declarats (dels sectors industrials i artesanals) que contribueixen al 50% de la captura total (en relacio als informes de la FAO) i els descarts que contribueixen un altre 7%. A Europa hi ha diversos models i indicadors associats que podrien ser utilitzats en suport de les politiques europees de gestio mediambiental, com la Directiva Marc sobre l'Estrategia Marina (MSFD); de totes formes, Ecopath with Ecosim (EwE) es l'eina mes aplicada per a la modelitzacio dels ecosistemes marins i aquatics i la que pot produir un major nombre d'indicadors utils per a la MSFD. Ates que les pressions antropogeniques s'estan expandint rapidament a la conca mediterrania, aquest treball constitueix un primer pas important per avancar en l'avaluacio regional de l'estat ambiental de l'ecosistema mari mediterrani i per informar els plans de conservacio i gestio presents i futurs. "